Полимеры используются в качестве добавок в цементные растворы и бетон с 1920-х годов, когда в материалы для укладки дорог стали добавлять латекс натурального каучука. С тех пор произошло значительное развитие полимерной модификации цемента и бетона. Полимерная продукция и типы различных цементных растворов и бетонов заметно улучшает их применение и эксплуатационные характеристики. Эти характеристики включают в себя более легкую обработку, лучшую отделку, более высокую прочность и адгезию, а также повышенную долговечность.
Механизм действия
Свойства модифицированного полимерами бетона существенно зависят от типа используемого полимера и соотношения полимера к цементу, которое определяется как массовое отношение количества твердых частиц полимера к количеству цемента. Соотношение полимера к цементу может варьироваться от 0 до 1/3 в зависимости от типа используемого полимера и свойств, необходимых для применения.
Существует две теории, почему свойства бетона улучшаются при добавлении полимеров. В первом случае не происходит химического взаимодействия между полимером и цементом. Во время гидратации цемента гидрофильная часть полимера направлена к водной фазе, а гидрофобная часть направлена к воздушной фазе (поры и капилляры, не заполненные водой). При сушке вода удаляется, а гидрофобные частицы собираются вместе и образуют пленку.
Другая теория
Вторая теория заключается в том, что полимер взаимодействует с компонентами продуктов гидратации портландцемента и образует новые комплексы. Это создает в бетоне своего рода арматуру и образует полупроницаемые мембраны.
Было замечено, что между поверхностью частиц реактивных полимеров, таких как полиакриловые эфиры, и ионами кальция в гидратирующем цементе происходят химические реакции. Такие реакции могут улучшить связь между гидратами цемента и заполнителями и улучшить конечные свойства модифицированного цемента.
Что происходит на практике
В реальной практике обе теории могут быть применимы в зависимости от типа и химического состава полимерных ингредиентов и условий, присутствующих во время гидратации цемента. Ситуация трудная, поскольку некоторые низкомолекулярные химические вещества (например, аминные ускорители), присутствующие в коммерческих полимерных добавках, также могут влиять на реакцию портландцемента с водой.
